(57)【要約】【課題】  モアレ等による画質の低下を招くことなく、比較的容易な方法で製造することができるスクリーンおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明のスクリーンは、光透過性を有する基材１０と、基材１０の一面に設けられた光吸収層１１とを有し、光吸収層１１が、不規則な位置に形成された複数の光透過部１２を有している。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基体と、前記基体の一面に設けられた光吸収体とを有し、
前記光吸収体が、不規則な位置に形成された複数の光透過部を有することを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記複数の光透過部が不均一な寸法に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項３】
前記基体の前記光吸収体が設けられた側と反対側の面に、複数のマイクロレンズが設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記基体の前記光吸収体が設けられた側と反対側の面に、複数のレンチキュラーレンズが設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記マイクロレンズもしくは前記レンチキュラーレンズと前記光透過部とが、前記マイクロレンズもしくは前記レンチキュラーレンズの焦点位置が前記光透過部の位置に対応するように、配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記光透過部が、前記光吸収体を貫通する開口からなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項７】
光透過性を有する基体の一面に、不規則な位置に複数の光透過部を有する光吸収体を形成する工程を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法。
【請求項８】
前記基体の一面に前記光吸収体を形成した後、前記光吸収体を部分的に除去することにより前記複数の光透過部を形成することを特徴とする請求項７に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項９】
ショットブラスト法またはエッチング法を用いて前記光吸収体を部分的に除去することを特徴とする請求項８に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１０】
前記基体の一面に、前記複数の光透過部を有する光吸収体を直接形成することを特徴とする請求項７に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１１】
印刷法または液相法を用いて前記複数の光透過部を有する光吸収体を形成することを特徴とする請求項１０に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載のスクリーンを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーンおよびその製造方法、プロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ（投射型表示装置）からの映像光を投射するためのスクリーンが従来から知られている。スクリーンには透過型スクリーンと反射型スクリーンとがある。透過型スクリーンは、プロジェクタと鑑賞者がスクリーンを挟んで反対の位置にあり、裏面から投射されてスクリーンを透過した映像光を鑑賞者が見るタイプのものである。反射型スクリーンは、プロジェクタと鑑賞者がスクリーンに対して同じ側に位置し、スクリーンで反射した映像光を鑑賞者が見るタイプのものである。
【０００３】
鑑賞者がスクリーンを見る場合、照明光などの外光がスクリーンで反射すると、反射光の影響で黒浮きが生じ、これがスクリーンに投射された映像のコントラストを低下させる要因となる。したがって、コントラストを向上させるためには外光の反射を抑制するか、少なくとも外光の反射光が鑑賞者の目に入らないようにすることが重要となる。例えば、透過型スクリーンにおいてコントラストを向上させる具体的な手段として、ブラックマトリクスを備えたスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２３６２３号公報
【特許文献２】特開２００１−７４９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ブラックマトリクスを備えた従来のスクリーンには以下のような問題点があった。
すなわち、ブラックマトリクスが規則的な格子状に形成されているため、規則的に並んだ画素やレンズとの間で干渉が生じ、モアレが発生して画質を著しく低下させる、という問題があった。また、上記特許文献１，２ではスクリーンを製造する方法として、感光性樹脂を用いてブラックマトリクスの基となる膜を形成し、スクリーンに備えたレンズの集光効果によるセルフアライメントで前記膜をパターニングし、ブラックマトリクスとしていた。そのため、レンズを持たないスクリーンを作製する場合にはパターニング用のフォトマスクが必要となり、ブラックマトリクスの形成が難しくなると同時に製造コストがかかる。また、ブラックマトリクスの材料に遮光性金属を用いる場合、パターニングが難しく、特に大判のスクリーンを作製するのが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、モアレ等による画質の低下を招くことなく、比較的容易な方法で製造することができるスクリーンおよびその製造方法を提供することを目的とする。また、この種のスクリーンを備えたプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明のスクリーンは、光透過性を有する基体と、前記基体の一面に設けられた光吸収体とを有し、前記光吸収体が、不規則な位置に形成された複数の光透過部を有することを特徴とする。
この構成によれば、プロジェクタ本体からの投射光は複数の光透過部を透過することで映像を構成する。一方、外光は基体の一面に設けられた光吸収体により吸収されるので、外光の反射が抑制され、スクリーンが本来持つ視野角を維持しつつ、映像のコントラストを向上することができる。また、ブラックマトリクスを備えた従来のスクリーンと異なり、複数の光透過部が不規則（ランダム）な位置に形成されているため、規則的に配列された画素やレンズとの間で干渉が生じることがなく、モアレによる画質の低下を防止することができる。
【０００７】
前記複数の光透過部の寸法については、最低限位置さえ不規則であれば寸法は同一でも良いが、不均一な寸法に形成されている方がより好ましい。
本発明においては、光透過部の位置が不規則であれば最低限の作用、効果を得ることができる。しかしながら、光透過部の寸法が不均一であれば、モアレによる画質の低下をより確実に防止することができる。
【０００８】
前記基体の前記光吸収体が設けられた側と反対側の面は単なる平坦面でも良いが、この面に複数のマイクロレンズや複数のレンチキュラーレンズを設けてもよい。
この構成によれば、プロジェクタ本体からの投射光をマイクロレンズやレンチキュラーレンズで集光することにより投射光の有効利用を図ることができる。
【０００９】
さらにその場合、前記マイクロレンズもしくは前記レンチキュラーレンズと前記光透過部とが、前記マイクロレンズもしくは前記レンチキュラーレンズの焦点位置が前記光透過部の位置に対応するように配置されていることが望ましい。
この構成によれば、集光された投射光が、光吸収体に遮られることなく光透過部を透過して映像に寄与できるので、より明るい映像が得られる。
【００１０】
前記光透過部は、例えば光吸収体がある程度光を透過できる程、部分的に薄くなった箇所で構成されていても良いが、光吸収体を完全に貫通する開口から構成される方がより望ましい。
この構成によれば、光透過部での透過率を十分に確保できるので、より明るい映像が得られる。
【００１１】
本発明のスクリーンの製造方法は、光透過性を有する基体の一面に、不規則な位置に複数の光透過部を有する光吸収体を形成する工程を含むことを特徴とする。
このスクリーンの製造方法によれば、モアレによる画質の低下のないスクリーンを製造することができる。
【００１２】
上記の特徴を有する光吸収体を形成するには、以下の２通りの方法がある。
前記基体の一面に前記光吸収体を形成した後、前記光吸収体を部分的に除去することにより前記複数の光透過部を形成する方法と、基体の一面に前記複数の光透過部を有する光吸収体を直接形成する方法である。
前者の方法としては、具体的にはショットブラスト法やエッチング法を用いて前記光吸収体を部分的に除去することができる。この種の方法では、光吸収体を除去する位置を意図的に制御できないので、ランダムに配置された光透過部を比較的容易に形成することができる。
後者の方法としては、具体的には塗布等の液相法や印刷法を用いて前記複数の光透過部を有する光吸収体を形成することができる。この種の方法では、光吸収体を基体の全面に一旦形成した後、部分的に除去する工程が必要ないので、工程の簡略化を図ることができる。
いずれの方法にしても、光吸収体の形成時にフォトリソグラフィー法を用いることがないので、従来に比べて製造コストを削減することができる。
【００１３】
本発明のプロジェクタは、上記本発明のスクリーンを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記本発明のスクリーンを備えたことによりモアレ等が視認されることなく、画質に優れたプロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図６を参照して説明する。
本実施形態のスクリーンは透過型スクリーンであり、図１は本実施形態のスクリーンを備えたリアプロジェクタの概略構成図である。図２は鑑賞者側からスクリーンの一部を拡大視した正面図、図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図４〜図６は３通りの製造方法を示す工程断面図である。なお、各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１５】
本実施形態のリアプロジェクタ１は、図１に示すように、スクリーン２と、投射装置３と、第１の反射ミラー４と、第２の反射ミラー５と、筐体６とを備えている。スクリーン２は筐体６の前面に露出するように設置され、投射装置３および第１，第２の反射ミラー４，５は筐体６の内部に収納されている。投射装置３から投射された映像光Ｌは、第１の反射ミラー４で反射され、さらに第２の反射ミラー５で反射されてスクリーン２にその背面側から入射される。スクリーン２は、後述するマイクロレンズアレイ側が筐体内部、光吸収層側が鑑賞者側となるように設置されている。図１において、投射光Ｌの経路を破線で示すとともに、その光軸（投射光の中心軸）を１点鎖線で示す。なお、筐体６内の投射装置３とスクリーン２の位置関係によっては、第１の反射ミラー４が不要となる場合がある。あるいは、３つ以上の反射ミラーが必要となる場合もある。
【００１６】
スクリーン２は、図２、図３に示すように、基材１０と、基材１０の一面に設けられた光吸収層１１（光吸収体）とから構成されている。基材１０の材料としては、例えば（    ）等の透明樹脂、ガラス等を用いることができる。可撓性を有する材料を用いれば、スクリーン２を未使用時に丸めて保管することができる。光吸収層１１の材料としては、例えばカーボンブラック等の黒色塗料を含有するノボラック樹脂、クロム等の金属を用いることができる。光吸収層１１には、略円形で径が不均一な複数の光透過部１２が不規則な位置に形成されている。各光透過部１２は光吸収層１１が部分的に除去された箇所であり、この箇所では基材１０の一面が露出している。隣接する光透過部１２のピッチｐは、例えば１０μｍ〜２００μｍの範囲で分布している。また、基材１０の光吸収層１１が設けられた側と反対側の面にはマイクロレンズアレイ１３が設けられている。マイクロレンズアレイ１３は、微小な球面レンズ１４が複数個配列されたものであり、基材表面の機械的加工により形成することができる。あるいは、シート状に別途作製されたマイクロレンズアレイを接着剤により基材の表面に貼り付けても良い。また、マイクロレンズアレイ１３に代えて、蒲鉾状のレンチキュラーレンズを複数個配列したものを用いても良い。
【００１７】
以下、上記構成のスクリーン２の第１の製造方法について図４を用いて説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、一方の面にマイクロレンズアレイ１３を形成した基材１０を準備した後、図４（ｂ）に示すように、他方の面の全面に、後に光吸収層となる黒色塗料を含有する樹脂を塗布し、樹脂層２０を形成する。あるいは、光吸収層材料にクロム等の金属を用いる場合には、スパッタ法、蒸着法等の物理的成膜法を用いることができる。
次に、図４（ｃ）に示すように、ベタ状に形成した樹脂層２０を部分的に除去し、多数の光透過部１２をランダムに形成する。これにより、ランダムな光透過部１２を有する光吸収層１１が形成される。光透過部１２をランダムに形成する方法として、機械的な方法では例えばショットブラスト法を用いることができる。ショットブラスト法とは、樹脂層２０の表面に砂を吹き付けて微細な傷をランダムに付ける方法である。一方、化学的な方法ではエッチング法を用いることができる。具体的には、光吸収層１１が樹脂の場合、アルカリ溶液をスプレー等で吹き付けて液滴が付着した部分のみをランダムにエッチングする方法が採用できる。あるいは、光吸収層１１が金属の場合、酸系のエッチング液をスプレーする方法を用いることができ、例えばクロムであれば硝酸第２セリウムアンモニウムを用いることができる。
【００１８】
以下、上記構成のスクリーン２の第２の製造方法について図５を用いて説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、一方の面にマイクロレンズアレイ１３を形成した基材１０を準備した後、図５（ｂ）に示すように、上記のショットブラスト法、スプレーによるエッチング法などを用いて基材１０の他方の面を粗し、ランダムな凹凸２１を形成する。エッチング法の場合、基材１０が樹脂であればアルカリ溶液、基材１０がガラスであれば酸系のエッチング液を用いることができる。
次に、図５（ｃ）に示すように、ロールコートなどの液相塗布法、あるいは印刷法を用いて基材１０表面の凸部にのみ光吸収層１１を形成する。この場合、液相による形成となるので、光吸収層１１の材料は黒色塗料含有樹脂が好適である。
なお、この方法の場合、基材１０の表面自体が平坦面ではなく、粗れた面となることで他の製造方法とは若干異なる。
【００１９】
以下、上記構成のスクリーン２の第３の製造方法について図６を用いて説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、一方の面にマイクロレンズアレイ１３を形成した基材１０を準備した後、図６（ｂ）に示すように、基材１０の他方の面上に、ロール印刷法を用いてランダムな光透過部１２を有する光吸収層１１を直接形成する。この場合、深さ５〜２０μｍ程度の凹部が形成されたロール２２を用いて、ロール２２の凸部に黒色塗料含有樹脂を塗布した後、この黒色塗料含有樹脂を基材１０の表面に転写する。
【００２０】
本実施形態のスクリーン２の構成においては、投射装置３からの投射光Ｌは光吸収層１１の多数の光透過部１２を透過することでスクリーン面に映像を構成する。一方、照明光などの外光は基材１０前面の光吸収層１１により吸収されるので、外光の反射が抑制され、スクリーンが本来持つ視野角を維持しつつ、映像のコントラストを向上することができる。また、規則的なパターンのブラックマトリクスを備えた従来のスクリーンと異なり、複数の光透過部１２が不規則（ランダム）に形成されているため、規則的に配列された画素やレンズとの間で干渉が生じることがなく、モアレによる画質の低下を防止することができる。
【００２１】
本発明者らが本実施形態のスクリーンと光吸収層を持たないスクリーンとを試作して性能を評価した結果、光の透過率をともに５０％としたとき、光吸収層を持たないスクリーンでは外光の反射率が５％であったのに対し、本実施形態のスクリーンでは外光の反射率が３％に低減できた。これにより、本実施形態のスクリーンでは映像のコントラストを向上させることができた。また、本実施形態のスクリーンではモアレが発生しないことも確認した。
【００２２】
また、本実施形態の第１〜第３のスクリーン２の製造方法によれば、光吸収層１１の形成時にフォトリソグラフィー法を用いることがないので、従来に比べて製造コストを削減することができる。また、第１，第２の製造方法においては、ショットブラスト法やエッチング法を用いてランダムに配置された光透過部１２を比較的容易に形成することができる。一方、第３の製造方法は、ランダムに配置された光透過部１２のパターンを有する光吸収層１１を直接形成するものであり、光吸収層を部分的に除去する工程、すなわちショットブラスト法やエッチング法が必要ないので、工程の簡略化を図ることができる。
【００２３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では基材の一面にマイクロレンズアレイやレンチキュラーレンズを備えた構成としたが、本発明は外光の表面反射を防止することでコントラストを向上させる方式のため、レンズの有無にかかわらず、あらゆるスクリーンに対して有効なものである。その他、上記実施形態で例示した各構成要素の材料、寸法、形状等の具体的な構成は適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態であるプロジェクタの概略構成図である。
【図２】同、プロジェクタのスクリーンの一部を拡大視した正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図４】同、スクリーンの第１の製造方法を示す工程断面図である。
【図５】同、スクリーンの第２の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】同、スクリーンの第３の製造方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…リアプロジェクタ、２…スクリーン、１０…基材（基体）、１１…光吸収層（光吸収体）、１２…光透過部、１３…マイクロレンズアレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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